KR101916834B1

KR101916834B1 - 스파클링 커피 제조장치

Info

Publication number: KR101916834B1
Application number: KR1020160080577A
Authority: KR
Inventors: 정홍식
Original assignee: 주식회사 에취알에스
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2018-11-08
Also published as: KR20180001761A; WO2018004077A1

Abstract

본 발명은 스파클링 커피 제조장치에 관한 것이다. 그 구체적인 구성은 하우징(10)이 구비되고, 하우징(10)의 일측에는 조작패널(12)이 장착되며, 상기 하우징(10)의 일개소에는 액상커피팩(20)가 끼워지는 팩안착부(17)가 형성되고, 상기 팩안착부(17)의 하방에는 커피배출구(13)가 형성되며, 상기 커피배출구(13)에는 냉탄산수공급라인(53)이 접속되고, 상기 냉탄산수공급라인(53)의 일측에는 제2솔레노이드밸브(54)가 장착되며, 상기 냉탄산수공급라인(53)의 타측은 혼합기(40)의 저면에 접속되되,
상기 혼합기(40)는 상부에 형성된 냉수공급구(41)가 열교환기(50)와 접속되고, 상기 혼합기(40)의 상부 측방에는 탄산가스공급라인(61)이 접속되는 탄산가스공급구(45)가 위치되고, 상기 탄산가스공급구(45)의 직하방에 형성된 탄산가스통로(46)는 상기 혼합기(40)의 내부에 형성된 중공부(47)의 상부에 접속되어, 중공부(47)와 연통되는 구성이다.
또한, 상기 혼합기(40)의 냉수공급구(41)의 직하방에는 냉수통로(42)가 형성되고, 상기 냉수통로(42)의 직하방에는 냉수통로(42)의 지름(D)보다 작은 지름(D')을 갖는 축관통로(43)가 형성되며, 상기 축관통로(43)의 직하방에는 만곡부(44a)를 갖는 나팔형확관부(44)가 형성되어, 상기 중공부(47)와 연통되는 구성이다.

Description

스파클링 커피 제조장치{The sparkling coffee machine}

본 발명은 커피 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시원한 냉커피에 청량감을 부여하는 탄산가스가 함유된 스파클링 커피를 자동 방식으로 용이하게 제조할 수 있는 스파클링 커피 제조장치에 관한 것이다.

본 발명이 속하는 커피 제조장치는 원두를 즉석에 분쇄하여 뜨거운 물과 높은 압력을 이용하여 뜨거운 커피를 자동으로 추출하는 원두 분쇄식 커피 제조장치가 있다.

종래의 원두 분쇄식 커피 제조장치의 경우, 뜨거운 커피를 비교적 용이하게 내려 마실수 있는 장점이 있으나, 차가운 커피를 만들때에는 커피를 진하게 자동으로 추출한 다음, 이후 과정은 작업자의 수작업에 의존하는 번거로움이 있었다.

즉, 커피를 에스프레소로 내린 다음, 작업자 또는 사용자는 냉수와 얼음을 에스프레소에 혼합하여 냉커피를 만들어야 함으로써, 제조 과정에 번거로움이 있는데다, 여러 사람이 공동으로 이용하는 대규모 연회장 또는 뷔페식당의 경우에는 냉커피를 제조하거나, 뜨거운 커피를 내리는 동안 줄을 서서 기다려야 하는 이용상의 문제점이 있었다.

한편, 탄산가스가 함유되어 청량감을 맛볼 수 있는 시원한 냉커피를 제조할 때에는, 앞서 설명한 것처럼 커피를 에스프레소로 내린 다음, 얼음과 함께 미리 준비된 시원한 탄산수를 혼합하여 만들수 있으나, 이 또한 번거로운 작업일 뿐 아니라, 대규모 연회장 또는 뷔페식당에서는 대기순번이 길어지는 이용상의 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안한 것으로서, 탄산가스가 함유된 스파클링 커피를 자동 방식에 의하여 신속하고 편리하게 다량으로 공급할 수 있는 스파클링 커피 제조장치를 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 스파클링 커피 제조장치의 구체적인 구성은, 하우징(10)이 구비되고, 하우징(10)의 일측에는 조작패널(12)이 장착되며, 상기 하우징(10)의 일개소에는 액상커피팩(20)가 끼워지는 팩안착부(17)가 형성되고, 상기 팩안착부(17)의 하방에는 커피배출구(13)가 형성되며, 상기 커피배출구(13)에는 냉탄산수공급라인(53)이 접속되고, 상기 냉탄산수공급라인(53)의 일측에는 제2솔레노이드밸브(54)가 장착되며, 상기 냉탄산수공급라인(53)의 타측은 혼합기(40)의 저면에 접속되되,

상기 혼합기(40)는 상부에 형성된 냉수공급구(41)가 열교환기(50)와 접속되고, 상기 혼합기(40)의 상부 측방에는 탄산가스공급라인(61)이 접속되는 탄산가스공급구(45)가 위치되고, 상기 탄산가스공급구(45)의 직하방에 형성된 탄산가스통로(46)는 상기 혼합기(40)의 내부에 형성된 중공부(47)의 상부에 접속되어, 중공부(47)와 연통되는 구성이다.

또한, 상기 혼합기(40)의 냉수공급구(41)의 직하방에는 냉수통로(42)가 형성되고, 상기 냉수통로(42)의 직하방에는 냉수통로(42)의 지름(D)보다 작은 지름(D')을 갖는 축관통로(43)가 형성되며, 상기 축관통로(43)의 직하방에는 만곡부(44a)를 갖는 나팔형확관부(44)가 형성되어, 상기 중공부(47)와 연통되는 구성이다.

본 발명에 따른 스파클링 커피 제조장치를 사용하게 되면, 탄산가스가 함유된 청량감이 우수한 탄산 커피를 신속하고 용이하게 만들수 있으므로, 많은 사람이 이용하는 연회장 또는 뷔페식당에 적합한 장점이 있다.

또한, 혼합기(40)의 냉수통로(42)와 축관통로(43)의 지름의 변화와 함께 만곡형으로 넓어지는 나팔형확관부(44)의 구성으로 인해, 냉수의 유입속도가 고속으로 변환되면서 부압생성부(49)를 발생시킴에 따라, 탄산가스의 공급이 냉수의 공급과 함께 연동됨으로써, 결과적으로 탄산가스를 공급하기 위한 별도의 밸브 구성이 원천적으로 배제되는 구성이어서, 제작 과정이 수월할 뿐 아니라, 유지 관리를 위한 관리 부품이 원천적으로 감소된 것인바, 추후 유지 보수에도 장점이 있는 것이다.

한편, 혼합기(40)의 냉수통로(42)와 축관통로(43)의 지름의 변화와 함께 만곡형으로 넓어지는 나팔형확관부(44)의 구성으로 인해, 냉수의 유입각도가 중공부(47)의 내주면을 향해 사선으로 분출되면서 와류가 발생됨으로써, 결과적으로 탄산가스와 냉수를 혼합하기 위한 별도의 교반 장치가 원천적으로 배제되는 구성임에 따라, 제작 과정이 수월할 뿐 아니라, 유지 관리를 위한 관리 부품이 원천적으로 감소된 것인바, 추후 유지 보수에도 장점이 있는 것이다.

도 1, 2는 본 발명에 따른 스파클링 커피 제조장치의 사시도
도 3은 본 발명중 뜨거운 커피를 공급하기 위한 계통을 설명하기 위한 사시도
도 4는 본 발명중 스파클링 커피를 공급하기 위한 계통을 설명하기 위한 사시도
도 5는 본 발명중 혼합기를 설명하기 위한 대표 단면도
도 6은 본 발명중 혼합기에서 냉수와 탄산가스의 혼합과정을 설명하기 위한 모식도

이하, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 바람직한 실시예에 따른 스파클링 커피 제조장치를 상세하게 설명하되, 본 발명과 관련된 공지 기능이나 구성 및 시스템에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지와 부합되지 않는 부연 설명에 지나지 않을 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1, 2는 본 발명에 따른 스파클링 커피 제조장치의 사시도이다. 도 1에서 보듯이 하우징(10)이 구비되고, 전면에는 조작패널(12)이 탑재된 도어(11)가 장착되며, 상기 도어(11)의 직하방에는 커피를 추출하기 위한 커피배출구(13)가 형성되고, 상기 커피배출구(13)의 직하방에는 커피잔을 올려놓을 수 있는 받침대(14)가 장착되며, 상기 받침대(14)의 직하방에는 물받이(15)와 배수판(16)이 장착된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 도어(11)는 여닫이 방식으로 개방되는바, 도어(11)를 개방하면 하우징(10)의 내부에는 팩안착부(17)가 형성된다. 상기 팩안착부(17)는 액상의 커피가 들어있는 액상커피팩(20)을 카트리지 방식으로 끼우는 공간이다. 따라서, 신선한 커피를 공급하기 위해서는 팩안착부(17)를 냉장시스템이 가능한 구성으로 만드는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 상기 팩안착부(17)를 도어(11)가 달린 냉장 기능을 갖는 밀폐된 구성으로 예시하였으나, 팩안착부(17)가 냉장 기능이 없는 개방된 구조로 단순히 액상커피팩(20)을 카트리지 방식으로 끼우는 오픈된 구조로 구성하여도 무방하다.

한편, 상기 액상커피팩(20)은 사전에 양질의 커피를 진하게 추출한 다음, 위생적으로 포장하여 구비한 것으로서, 하부에 노즐(21)이 형성됨에 따라, 조작패널(12)의 신호에 따라 액상 커피의 공급량이 사용자의 취향에 따라 균일하게 조절된다.

도 3은 본 발명의 후면부를 게시한 도면으로서, 본 발명중 뜨거운 커피를 공급하기 위한 계통을 설명하기 위한 사시도이다. 도 3에서 보듯이, 하우징(10)의 내부에는 뜨거운 커피를 공급하는 과정에서 온수를 공급하기 위한 온수통(30)과 히터(31)가 장착되고, 하우징(10)의 후면에는 방열그리드(18)가 장착되어, 하우징(10) 내부의 발열량을 외부로 방출한다.

한편, 하우징(10)의 후면에는 제1직수공급라인(33)이 연결되어 상기 온수통(30)으로 접속되고, 상기 제1직수공급라인(33)과 온수통(30)의 사이에는 제1솔레노이드밸브(32)가 장착되어 수조(70) 또는 수전(74)에서 공급되는 직수의 흐름을 제어하게 된다.

즉, 도 3에 문자로 표시한 직수 공급 계통도에서 제1직수공급라인(33)의 최선단은 직수를 담아 놓는 수조(70)이다. 수조(70)에 담긴 직수는 고압으로 작동되는 물펌프(71)에 의하여 정수필터(72)로 공급되고, 정수필터(72)에서 정수된 직수는 감압기(73)를 통과하면서 균일한 압력으로 제1직수공급라인(33)으로 공급되며, 이후 정수된 직수는 히터(31)를 통해 뜨거운 물이 된 상태로 온수통(30)에 저장된다.

사용자가 조작패널(12)에서 뜨거운 커피를 선택하면, 액상커피팩(20)에서 일정량의 원액이 잔에 공급되고 동시에 온수통(30)에서 뜨거운 물이 온수공급라인(34)을 지나 커피배출구(13)를 통해 공급됨으로써, 신속하면서 간편하게 뜨거운 커피를 만들 수 있게 되는 것이다.

한편, 직수를 공급하기 위해 수조(70)와 물펌프(71)의 구성을 도 3의 계통도에서 게시하였으나, 수조(70)와 물펌프(71)의 구성 대신 수돗물이 공급되는 수전(74)에 배관을 연결한 다음, 수전(74)을 개방한 상태에서, 제1솔레노이드밸브(32)를 조작하는 방식으로 직수를 공급할 수 있음은 물론이다.

도 4는 본 발명중 스파클링 커피를 공급하기 위한 계통을 설명하기 위한 사시도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 냉수와 탄산을 혼합하기 위한 혼합기(40)는 열교환기(50)의 거치대(51)에 장착된다.

상기 열교환기(50)는 코일 배관을 통과하는 직수에서 열을 뺏는 방식으로 직수를 냉수로 만드는 나선관식 열교환기(50)를 사용하였으나, 어떤 방식의 열교환기(50)를 사용해도 무관하다.

먼저, 열교환기(50)의 일측에는 제2직수공급라인(52)이 접속된다. 도 4에 문자로 표시한 직수 공급 계통도에서 보듯이, 상기 제2직수공급라인(52)의 최선단은 직수를 담아 놓는 수조(70)이다. 수조(70)에 담긴 직수는 고압으로 작동되는 물펌프(71)에 의하여 정수필터(72)로 공급되고, 정수필터(72)에서 정수된 직수는 감압기(73)를 통과하면서 균일한 압력으로 제2직수공급라인(52)으로 공급되며, 이후 직수는 코일 방식의 나선관식 열교환기(50)를 따라 흐르면서 냉수로 변환되고, 냉수는 혼합기(40)의 상부에 형성된 냉수공급구(41)를 통해 혼합기(40)의 내부에 형성된 중공부(47)로 공급되는 것이다.

한편, 직수를 공급하기 위해 수조(70)와 물펌프(71)의 구성을 도 4의 계통도에서 게시하였으나, 수조(70)와 물펌프(71)의 구성 대신 수돗물이 공급되는 수전(74)에 배관을 연결하여 구성할 수 있음은 물론이다.

도 4에서 보듯이, 탄산가스를 공급하기 위한 탄산가스공급라인(61)은 혼합기(40)의 탄산가스공급구(45)에 접속되고, 상기 탄산가스공급라인(61)의 일측은 탄산가스통(60)에 접속되어, 탄산가스통(60)에 부설된 레귤레이터에 의하여 공급되는 탄산가스의 압력과 속도 등이 조절된다.

이후, 혼합기(40)에서 냉수와 탄산가스가 원활하게 혼합되면, 차가운 탄산수가 되고, 이 냉탄산수는 혼합기(40)의 저면에 접속된 냉탄산수공급라인(53)을 따라, 하우징(10)의 내부로 공급되며, 상기 냉탄산수공급라인(53)의 일측에는 제2솔레노이드밸브(54)가 장착된다.

이로써, 사용자가 조작패널(12)에서 스파클링 커피를 선택하면, 액상커피팩(20)에서 일정량의 원액이 커피잔에 공급되고 동시에 상기 제2솔레노이드밸브(54)가 개방되면서, 혼합기(40)에 있던 냉탄산수가 냉탄산수공급라인(53)을 지나 커피배출구(13)를 통해 공급됨으로써, 신속하면서 간편하게 스파클링 커피를 만들 수 있게 되는 것이다.

앞서 설명한 제1직수공급라인(33)과 제2직수공급라인(52)의 계통도에 게시된 정수필터(72), 감압기(73) 등의 구성과 탄산가스통(60)에 부설된 레귤레이터의 구성 및 열교환기(50)의 구체적인 구성들은 통상적인 시스템을 통해 구현될 수 있는바, 이러한 물공급 구성 및 열교환의 구성들을 이용한 기술은 공지 기술에 해당하므로, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 5는 본 발명중 혼합기(40)를 설명하기 위한 대표 단면도이고, 도 6은 본 발명중 혼합기(40)에서 냉수와 탄산가스의 혼합과정을 설명하기 위한 모식도이다. 본 발명에서 스파클링 커피를 제조하기 위한 핵심적인 구성은 혼합기(40)의 구성이다.

즉, 도 5에서 보듯이, 혼합기(40)의 상부에는 열교환기(50)에서 만들어진 냉수가 공급될 수 있도록 냉수공급구(41)가 형성되고, 상기 냉수공급구(41)의 직하방에는 냉수통로(42)가 형성되며, 상기 냉수통로(42)의 직하방에는 냉수통로(42)의 지름(D)보다 작은 지름(D')을 갖는 축관통로(43)가 형성되고(D > D'), 상기 축관통로(43)의 직하방에는 만곡부(44a)를 갖는 나팔형확관부(44)가 형성되며, 상기 나팔형확관부(44)의 직하방에는 냉수와 탄산가스가 교반되는 중공부(47)가 형성되고, 상기 중공부(47)의 직하방에는 혼합된 냉탄산수가 공급될 수 있도록 냉탄산수공급구(48)가 형성된다.

또한, 상기 혼합기(40)의 상부 측방에는 탄산가스가 공급될 수 있도록 탄산가스공급구(45)가 위치되고, 상기 탄산가스공급구(45)의 직하방에 형성된 탄산가스통로(46)는 상기 혼합기(40)에서 중공부(47)의 상부에 접속되어, 중공부(47)와 연통되도록 구성된다.

다음은 도 5, 6을 통해 혼합기(40)에서 냉수와 탄산가스를 공급하기 위한 별도의 밸브가 없음에도 불구하고, 중공부(47)에 기 주입된 냉수에 탄산가스가 자동으로 주입되는 구성을 설명하고자 한다. 또한, 중공부(47)에서 냉수와 탄산가스를 혼합시키기 위한 별도의 교반 장치가 없음에도 불구하고, 냉수와 혼합가스가 신속하게 혼합되어 냉탄산수가 만들어지는 과정을 설명하고자 한다.

도 6의 (a)는 초기 상태로서, 혼합기(40)의 중공부(47)에 냉수와 탄산가스가 혼합된 상태이다. 도 6에 음영으로 표시한 부분이 냉수이고, 십자가(+)로 표시한 부분이 탄산가스이다. 냉수와 탄산가스가 혼합된 냉탄산수는 혼합기(40)의 내부에 가득 충진된 상태이며, 탄산가스는 탄산가스통로(46)에 충진된 상태이다.

도 5에서 보듯이, 중공부(47)와 연통되는 탄산가스통로(46)의 입구에 별도의 밸브가 없음에도 불구하고, 탄산가스가 냉탄산수로 유입되지 않는다. 이는 냉탄산수와 탄산가스가 맞닿는 탄산가스통로(46)의 입구에서 압력의 균형이 발생되면서 유체의 흐름이 정지되기 때문이다.

사용자가 조작패널(12)에서 스파클링 커피를 선택하면, 제2솔레노이드밸브(54)가 개방되면서, 냉탄산수는 혼합기(40)의 저면에 형성된 냉탄산수공급구(48)와 냉탄산수공급라인(53)을 따라 흐르면서 커피배출구(13)쪽으로 공급된다.

이때, 고압 상태의 냉수는 도 5 또는 도 6의 (b)에서와 같이, 냉수공급구(41)를 통해 혼합기(40)로 공급된 다음, 냉수통로(42)를 따라 흐르면서 갑자기 좁아진 축관통로(43)를 통과하는 과정에서 속도와 압력이 더욱 증가되고, 이후 축관통로(43)와 연결된 나팔형확관부(44)의 만곡부(44a)를 따라 흐르면서, 도 5에 ①번 화살표로 표시한 것처럼 중공부(47)의 내주면을 향해 사선으로 분출되면서, 중공부(47)의 내주면을 강력하게 타격하게 된다.

한편, 도 5 및 도 6의 (b)에서 보듯이 냉수가 중공부(47)의 내주면을 향해 사선으로 강력하게 분출되면, 중공부(47)에 차있던 냉탄산수를 밀어내는 과정에서 중공부(47)의 상부와 탄산가스통로(46)의 입구부 사이에 부압생성부(49)가 형성된다.

이처럼 압력의 불균형이 발생되는 부압생성부(49)로 인해, 탄산가스통로(46)에 가득 차있던 탄산가스는 도 5에 ②번 화살표로 표시한 것처럼 자연스럽게 혼합기(40)의 중공부(47)로 유입되는 것이다.

도 6의 (c)는 냉수와 탄산가스의 자연스러운 혼합을 설명하기 위한 것으로서, 앞서 도 5 및 도 6의 (b)에서 도시한 바와 같이, 냉수가 중공부(47)의 내주면을 향해 사선으로 강력하게 분출되면, 중공부(47)의 내주면을 타격한 냉수의 흐름은 반발력으로 인해 중공부(47)의 중앙부로 흐름을 바꾸게 된다.

이처럼 반발력에 의한 냉수의 방향 전환으로 인해, 도 6의 (c)와 같이 중공부(47)에서 와류가 발생됨으로써, 별도의 교반 장치가 없음에도 불구하고, 주입되는 탄산가스가 냉수속에서 신속하고 충분하게 용해됨으로써, 스파클링 커피의 풍미가 더욱 증진되는 것이다.

한편, 탄산가스의 특성상 저온의 물에서 더 잘 용해되는 점을 고려하고, 탄산가스의 용해률이 높을수록 풍미가 더욱 증진되는 점을 고려하여, 본 발명에 따른 혼합기(40)는 냉수를 제조하는 열교환기(50)와 근접하게 설치하는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 스파클링 커피 제조장치를 사용하게 되면, 탄산가스가 함유된 청량감이 우수한 탄산 커피를 신속하고 용이하게 만들수 있으므로, 많은 사람이 이용하는 연회장 또는 뷔페식당에 적합한 장점이 있다.

10 : 하우징
11 : 도어
12 : 조작패널
13 : 커피배출구
14 : 받침대
15 : 물받이
16 : 배수판
17 : 팩안착부
18 : 방열그리드
20 : 액상커피팩
21 : 노즐
30 : 온수통
31 : 히터
32 : 제1솔레노이드밸브
33 : 제1직수공급라인
34 : 온수공급라인
40 : 혼합기
41 : 냉수공급구
42 : 냉수통로
43 : 축관통로
44 : 나팔형확관부
44a: 만곡부
45 : 탄산가스공급구
46 : 탄산가스통로
47 : 중공부
48 : 냉탄산수공급구
49 : 부압생성부
50 : 열교환기
51 : 거치대
52 : 제2직수공급라인
53 : 냉탄산수공급라인
54 : 제2솔레노이드밸브
60 : 탄산가스통
61 : 탄산가스공급라인
70 : 수조
71 : 물펌프
72 : 정수필터
73 : 감압기
74 : 수전
D : 냉수통로의 지름
D': 축관통로의 지름

Claims

하우징(10)이 구비되고, 하우징(10)의 일측에는 조작패널(12)이 장착되며, 상기 하우징(10)의 일개소에는 액상커피팩(20)가 끼워지는 팩안착부(17)가 형성되고, 상기 팩안착부(17)의 하방에는 커피배출구(13)가 형성되며, 상기 커피배출구(13)에는 냉탄산수공급라인(53)이 접속되고, 상기 냉탄산수공급라인(53)의 일측에는 제2솔레노이드밸브(54)가 장착되며, 상기 냉탄산수공급라인(53)의 타측은 혼합기(40)의 저면에 접속되되,
상기 혼합기(40)는 상부에 형성된 냉수공급구(41)가 열교환기(50)와 접속되고, 상기 혼합기(40)의 상부 측방에는 탄산가스공급라인(61)이 접속되는 탄산가스공급구(45)가 위치되고, 상기 탄산가스공급구(45)의 직하방에 형성된 탄산가스통로(46)는 상기 혼합기(40)의 내부에 형성된 중공부(47)의 상부에 중공부(47)의 안쪽으로 돌출되지 않도록 접속되어 중공부(47)와 연통되며, 상기 혼합기(40)의 냉수공급구(41)의 직하방에는 냉수통로(42)가 형성되고, 상기 냉수통로(42)의 직하방에는 냉수통로(42)의 지름(D)보다 작은 지름(D')을 갖는 축관통로(43)가 형성되며, 상기 축관통로(43)의 직하방에는 만곡부(44a)를 갖는 나팔형확관부(44)가 형성되어, 상기 중공부(47)와 연통되는 것을 특징으로 하는 스파클링 커피 제조장치.
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